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【論文精選】多級離心泵平衡鼓間隙大小影響泵運行穩定性

作者:卡卡  来源:www.hpsqp.cn  更新时间:2020-03-17 17:27:47  点击次数:

  【論文精選】多級離心泵平衡鼓間隙大小影響泵運行穩定性

  《農業工程學報》2019年第35卷第2期刊載了蘭州理工大學錢晨、楊從新、富友、張揚和侯凱文的論文——“平衡鼓間隙對首級葉輪前泵腔壓力及多級泵軸向力的影響”。該研究由甘肅省自然科學基金項目(項目號:061707)等資助。

  多級離心泵軸向力過大直接影響其運行穩定性,平衡和減小軸向力是目前研究多級離心泵的重要課題之一。平衡鼓由于不與靜止件直接接觸,其運行可靠性較高,被廣泛應用在節段式多級離心泵軸向力平衡機構中。在平衡鼓運行過程中,由于長期受到液體的碰撞或摩擦,平衡鼓産生磨損,間隙增大,使平衡鼓間隙泄漏量逐漸增大。而平衡鼓間隙泄漏流通過平衡腔底部的平衡管與吸水室相連,其間隙大小對首級葉輪前泵腔進口流量産生影響,引起首級葉輪前泵腔壓力的改變。

  该文以兰州某石化公司助剂厂使用的高压双壳体11级节段式多級離心泵为研究对象,利用FLUENT流体计算软件,对0~0.5 mm平衡鼓间隙的多级泵进行了全流场数值计算,首先将模型泵的性能曲线、平衡管的压力和流量曲线与试验泵进行了对比,验证了数值方法的可靠性。

  其次研究了平衡鼓間隙對的首級葉輪和整個葉輪軸向力的影響;最後分析了無量綱化的殘余軸向力(即止推軸承承受軸向力)與無量綱化的平衡鼓間隙面積的關系。此研究結果可爲多級泵平衡鼓設計提供參考

  结果表明:首级叶轮前泵腔中的漩涡区是腔体内压力变化的主要原因。当平衡鼓间隙由0增大到0.5 mm时,首级叶轮的轴向力在间隙为0时最大,在间隙为0.3 mm时最小,其最小值为最大值的20.6%;整个叶轮所受轴向力随着平衡鼓间隙增大呈先减小后增大的趋势。无量纲化的平衡鼓间隙面积大于0.0066时,由于平衡鼓前后压差较小,已无法有效平衡轴向力,在此范围轴承发生断轴的风险较大。

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